[논문]BIM 라이브러리 제작을 위한 3차원 MCAD 데이터의 재사용에 관한 연구 - 기계 설비 분야 BIM 라이브러리 중심으로 -

최동권; 김재정

doi:10.7315/cadcam.2014.263

BIM 라이브러리 제작을 위한 3차원 MCAD 데이터의 재사용에 관한 연구 - 기계 설비 분야 BIM 라이브러리 중심으로 -
A Study on Reuse 3D MCAD Data for BIM based Library Creation - Focusing on the Mechanical BIM Library - 원문보기

한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers, v.19 no.3, 2014년, pp.263 - 271

Abstract ▼ AI-Helper

Recent AEC industry, is introducing BIM based design process which mainly focuses on collaboration and integration. Since BIM has characteristic of utilizing several design libraries in various fields across the AEC industry, obtaining BIM libraries are essential for introducing and applying the BIM successfully. Thus, creating BIM libraries and guidelines for various fields are needed. BIM libraries can be categorized into disciplines such as architectural, structural, mechanical and electrical industries. Especially, companies in mechanical industry possesses design data for creating BIM library. Due to the fact, we standardized the property information for BIM libraries. And for BIM library production, we have developed a program which uses neutral format to convert 3D MCAD data designed by $NX^{TM}$ into $Revit^{TM}$ Family. Finally, we developed a program that merges property information to Revit Family file.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

먼저 국내의 BIM 라이브러리 분류 체계 및 구축 현황을 조사하고 이를 바탕으로 설비 분야의 BIM 라이브러리 표준화 및 배포 사례를 조사한다. 그리고 설비 분야의 BIM 라이브러리 제작 프로세스를 조사하고, 이에 대한 문제점을 도출한다.
본 논문에서는 BIM 라이브러리 제작을 위해서 NX^TM로 설계된 3D CAD 데이터를 중립 포맷을 통해 Revit Family 파일로 변환하여 속성 정보와 병합할 수 있는 시스템을 개발하였다.
본 연구에서는 설비 분야 BIM 라이브러리 제작 과정에서 발생하는 금전적·시간적 비용을 줄이기 위해 기존에 설계된 3차원 MCAD 데이터를 재사용하는 방법에 대해 제안하고 개발한 변환 프로그램을 통해 이를 검증하였다.
본 연구에서는 효율적인 BIM 라이브러리 제작을 위해 이미 설계되어 있는 MCAD(Mechanical Computer Aided Design) 데이터의 형상 정보를 재활용하고 속성 정보를 입력 및 관리할 수 있는 시스템을 개발하여 BIM 라이브러리 제작 단계에 활용하는 방안을 제시하고자 한다.

제안 방법

3차원 MCAD 데이터의 형상 정보를 재활용하기 위해 직접번역 방식과 간접번역 방식을 모두 검토하였다. 직접번역 방식을 검토하기 위해 주요 MCAD 시스템 API를 통한 형상 정보 추출 여부 및 Revit MEP^TM API를 통한 형상 정보 입력 여부를 분석하였다.
NX^TM 형상 정보를 DWG/DXF로 변환하는 부분은 NX^TM OpenAPI를 사용하였고, DXF 파일을 Revit MEP^TM Family(BIM 라이브러리 파일 포맷) 파일로 변환하는 작업을 수행한다. 조립품인 경우 최상위 어셈블리 파일로부터 구조정보를 반영하여 변환될 수 있도록 하였다.
NX^TM로 설계된 MCAD 데이터의 형상 정보를 Revit MEP^TM Family 파일의 형상정보로 재활용하기 위해 변환 프로그램을 개발하였다. 변환 프로그램의 사용자 인터페이스는 변환 프로젝트 관리, 변환 옵션, 변환 등으로 구성되어 있다.
는 초고층 건축물을 대상으로 BIM 표준 라이브러리 제작 기준을 개발하고, BIM 라이브러리를 구축하였다. 그리고 BIM 라이브러리 보급을 위한 관리시스템을 개발하였다.
과 주요 MCAD 시스템 간에 교환할 수 있는 중립 포맷을 조사하여 선정하고, 이를 사용하여 간접번역 방식을 선택하였다. 그리고 이 간접번역 방식을 기반으로 데이터 교환을 자동화 하는 프로그램을 개발하였다.
먼저 국내의 BIM 라이브러리 분류 체계 및 구축 현황을 조사하고 이를 바탕으로 설비 분야의 BIM 라이브러리 표준화 및 배포 사례를 조사한다. 그리고 설비 분야의 BIM 라이브러리 제작 프로세스를 조사하고, 이에 대한 문제점을 도출한다.
본 연구에서는 Revit MEP^TM과 주요 MCAD 시스템 간에 교환할 수 있는 중립 포맷을 조사하여 선정하고, 이를 사용하여 간접번역 방식을 선택하였다. 그리고 이 간접번역 방식을 기반으로 데이터 교환을 자동화 하는 프로그램을 개발하였다.
속성 정보를 자동으로 입력하기 위해 한국설비기술협회에서 제시한 가이드라인을 바탕으로 필요한 파라미터들을 선정하고, 속성 정보 관리 모듈에서 사용할 양식을 표준화 하였다.
이를 위해 NX^TM 모델에 입력되어 있는 PMI(Product and Manufacturing Information) 정보를 이용하여 Revit MEP^TM Family 파일의 커넥터 정보로 변환하였다.
주요 MCAD 시스템에서 제공하는 API 종류와 Revit과 연동하여 입출력(Import/Export) 가능한 파일 포맷을 정리하였다. 아래의 표는 주요 MCAD 시스템에서 제공하는 API 종류와 입출력(Import/Export) 가능한 파일 포맷을 Fig.
3차원 MCAD 데이터의 형상 정보를 재활용하기 위해 직접번역 방식과 간접번역 방식을 모두 검토하였다. 직접번역 방식을 검토하기 위해 주요 MCAD 시스템 API를 통한 형상 정보 추출 여부 및 Revit MEP^TM API를 통한 형상 정보 입력 여부를 분석하였다. 하지만 Revit MEP^TM에서 제공하는 API의 한계로 직접번역 방식 대신 표준 중립 포맷을 통한 간접번역 방식을 선택하였다.
. 평가는 7가지의 기술영역과 3가지 관리영역으로 실시하였고, BIM 라이브러리 구축현황은 기술영역 중 BIM 지식관리 영역에 포함된다. 보고서에 따르면 특정 BIM 설계 프로그램에 한해 형상 표현이 중요한 시설물 구성요소들의 라이브러리를 개발해서 사용하고 있는 수준이라 볼 수 있다.
직접번역 방식을 검토하기 위해 주요 MCAD 시스템 API를 통한 형상 정보 추출 여부 및 Revit MEP^TM API를 통한 형상 정보 입력 여부를 분석하였다. 하지만 Revit MEP^TM에서 제공하는 API의 한계로 직접번역 방식 대신 표준 중립 포맷을 통한 간접번역 방식을 선택하였다. 향후 Revit MEP^TM API에서 형상 정보를 입력할 수 있도록 제공해 준다면 직접 번역도 가능할 것이다.

대상 데이터

BIM 라이브러리 분류 기준을 참고로 하여 기계 설비 분야 중 HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning) 범주에 속하는 MCAD 데이터를 대상으로 한다. 이를 위해 MCAD 시스템 중 Siemens PLM 소프트웨어 NX^TM로 설계된 데이터를 확보 하였다.
이를 위해 MCAD 시스템 중 Siemens PLM 소프트웨어 NX^TM로 설계된 데이터를 확보 하였다. BIM 라이브러리 제작에 사용할 BIM 소프트웨어로는 MEP(Mechanical Electrical and Plumbing) 엔지니어링을 지원하는 BIM소프트웨어 중에서 세계 시장점유율^[8]과 지원 수준을 참고하여 Autodesk 사의 Revit MEP^TM를 선정하였다.
11에 나타내었다. NX^TM로 설계된 MCAD 데이터는 총 26개의 파트로 구성된 어셈블리 모델이며 파일 용량은 15.5 Mb이다.
본 연구에서 적용할 BIM 라이브러리 분류체계를 선정하기 위해 BIM 소프트웨어 중 대표적으로 사용되는 3가지 제품(Revit^TM, Archicad^TM, Microstation^TM)을 선정하였다. 선정한 제품들에서 입력 가능한 분류체계를 검토하였고, 공통으로 지원하는 분류체계는 OmniClass^TM임을 확인하였다.
BIM 라이브러리 분류 기준을 참고로 하여 기계 설비 분야 중 HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning) 범주에 속하는 MCAD 데이터를 대상으로 한다. 이를 위해 MCAD 시스템 중 Siemens PLM 소프트웨어 NX^TM로 설계된 데이터를 확보 하였다. BIM 라이브러리 제작에 사용할 BIM 소프트웨어로는 MEP(Mechanical Electrical and Plumbing) 엔지니어링을 지원하는 BIM소프트웨어 중에서 세계 시장점유율^[8]과 지원 수준을 참고하여 Autodesk 사의 Revit MEP^TM를 선정하였다.

이론/모형

OmniClass^TM는 1999년에서 2006년에 걸쳐 IAI(Industry Alliance for Interoperability)와 ICIS (International Construction Information Society), CSI의 주도하에 개발되었으며, 유럽과 북미의 건설분류체계 통합을 목적으로한다^[23]. 따라서 본 연구에서는 OmniClass의 Table 23을 기반으로 하여 정보를 입력하도록 하였다.

성능/효과

BIM 라이브러리 속성 정보 편집을 위한 변환 프로그램을 통해 설계자의 업무 숙련도와 관계없이 동일한 결과물을 얻을 수 있으며, 직접 편집하는 작업방식에 비해 90% 정도의 작업시간을 단축시킬 수 있다.
)을 선정하였다. 선정한 제품들에서 입력 가능한 분류체계를 검토하였고, 공통으로 지원하는 분류체계는 OmniClass^TM임을 확인하였다. OmniClass^TM는 1999년에서 2006년에 걸쳐 IAI(Industry Alliance for Interoperability)와 ICIS (International Construction Information Society), CSI의 주도하에 개발되었으며, 유럽과 북미의 건설분류체계 통합을 목적으로한다^[23].

후속연구

예를 들어, 설계 단계에서 구조 및 에너지 분석을 수행할 경우 건물의 형상적인 정보를 포함한 재료의 물성 정보를 활용하여 성능 평가를 수행할 수 있다^[10]. 그리고 기계 설비 분야에서는 장비 일람표나 전기 설비 분야에서는 전기부하 및 조도 계산에 관련된 속성 정보를 입력하여 활용할 수 있을 것이다.
하지만 Revit MEP^TM에서 제공하는 API의 한계로 직접번역 방식 대신 표준 중립 포맷을 통한 간접번역 방식을 선택하였다. 향후 Revit MEP^TM API에서 형상 정보를 입력할 수 있도록 제공해 준다면 직접 번역도 가능할 것이다.
향후 연구 과제로는 BIM 라이브러리 제작시 LOD(Level of Detail, 이하 LOD) 적용 및 경량화 포맷의 활용 그리고 국제 표준인 IFC(Industry Foundation Classes)와 같은 중립 포맷을 기반으로 하는 개방형 BIM(Open BIM)과의 연계에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	BIM 소프트웨어는 어느 방법에 있어 3D CAD 시스템과 근본적인 차이점이 있는가?	BIM 소프트웨어는 사용자 정의 파라메트릭 객체를 만드는 방법에 있어 3D CAD 시스템과 근본적인 차이점을 갖고 있다. 3D CAD 시스템은 API(Application Programming Interface)를통해사용자 정의 객체를 생성할 수 있지만 BIM 소프트웨어는 프로그래밍 작업없이도 사용자 정의 객체를 생성하고 이를 기존의 다른 객체와 연결하여 상호 작용하게 할 수 있다[5].
	현재 AEC 산업 분야는 무엇을 활용하는가?	정보화 기술의 발전으로 인해 현재 AEC 산업 분야는 CAD 시스템을 활용하여 다양한 설게 정보를 표현하고 공유하고 있다. 3D 모델을 기반으로 2D 도면을 손쉽게 생성할 수 있는 3D CAD 시스템을 도입하였으나 기하학적 형상 정보만을 활용하여 다양한 설계 정보를 표현하기에는 한계가 있다.
	2D 도면을 기반으로 하는 설계 방식의 문제점은?	2D 도면을 기반으로 하는 설계 방식은 특성상 도면간의 불일치가 자주 발생하고 설계 오류에 따른 검증이 어려운 것이 사실이다. 이는 설계 변경에 따른 생산성 저하와 같은 문제점으로 연결되기 때문에 이를 해결하기 위한 설계 프로세스의 변화가 필요하다. AEC 산업 분야에서 생산성 향상을 위한방법으로 BIM(Building Information Modeling)을기반으로한통합설계프로세스와 IPD(Integrated Project Delivery)의 통합을 제안하고 있다[2,3].

참고문헌 (24)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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